CN101063916A - 输入装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种输入装置：将圆弧状电阻层与作为导电层的金属板相对配置，并能够检测出通过其部分接触而进行操作的位置。该装置使用配置有直线状绝缘层的元件部而构成，该直线状绝缘层作为接触防止部覆盖在圆弧状电阻层的一端部上，防止圆弧状电阻层的两端部在操作时同时与金属板接触。

Description

输入装置

技术领域

本发明涉及构成各种电子器械操作部的输入装置。

背景技术

近年来，随着各种电子仪器向着小型化、轻型化发展，移动在画面内显示的光标，选择规定的功能并使其工作的情况逐渐变多。下面参照附图，对对应于上述各电子器械的操作形态的现有的输入装置进行说明。

图9是现有的输入装置的概念图。如图9所示，现有的输入装置的元件部10，由圆弧状电阻层1、和与圆弧状电阻层1隔开规定间隔相对配置的圆形环状导电层3构成。而且，圆弧状电阻层1的端部1A、1B和导电层3分别连接于控制部5。并且，圆弧状电阻层1和导电层3以及从他们引出的引出部分，形成于相对配置的树脂膜等上，其图示省略。

而且，如图10的截面图和图11的分解立体图所示，在元件部10上，以能够倾斜动作的方式配置有操作体15，且作为操作面侧的下端部分形成为球面状。并且，螺旋弹簧17配置在壳体19上，当不对操作体15进行操作的时候，对操作体15向中立位置施力。

接着，说明如上所述构成的现有的输入装置的工作情况。现有的输入装置的操作，通过对操作体15进行倾斜操作。即，通过操作体15从上方侧的膜上施加按压操作力使膜部分弯曲，从而使对应于该处的圆弧状电阻层1和导电层3成为部分接触的状态。另一方面，通过控制部5的控制，向圆弧状电阻层1的端部1A、1B之间施加规定电压。因此，接触位置的电位通过导电层3的引出部分输入到控制部5。然后，根据基于该输入的电压分压比，在控制部5确定操作位置，根据该信息通过控制部5的控制移动光标。

作为与本发明申请相关的现有技术文件，已知例如有日本特开平11-232027号公报。

现有的输入装置，可以为包括其的控制方法和操作位置的检测方法的简单装置，特别优选在其元件部10中能够减小厚度的结构。然而，现有的输入装置中存在着一个问题：如果向着圆弧状电阻层1的端部1A与1B之间的角度方向对操作体15进行倾斜操作，则端部1A和1B同时与导电层3相接触，几乎构成短路状态。即，存在着一个问题：如果形成该状态，则电流大量流过，电池消耗加快，并且电压分压比的输出与其对角位置的输出相同，因而无法判断操作位置。

所以现有的输入装置，搭载在机器上被使用时限定在例如四方向操作用等的场合，但是，伴随着近年来机器的高功能化等，期望出现具有高分辨性能的装置。

发明内容

本发明为了解决这种现有的问题而提出，目的在于提供一种具有高分辨性的输入装置，其为使用圆弧状电阻层的结构，并且在其圆弧状电阻层的端部间的角度位置进行操作时，不会产生状况欠佳等情况，从而能够检测出操作位置。

本发明的输入装置，与圆弧状电阻层相对配置导电层，且能够检测出通过圆弧状电阻层和导电层的部分接触而进行操作的位置。本发明的输入装置设有接触防止部，当在圆弧状电阻层两端部间的角度位置进行操作时，防止圆弧状电阻层的两端部同时接触导电层。

由此，能够廉价地实现一种具有高分辨性的输入装置，当在圆弧状电阻层的两端部或其附近角度位置进行操作时，由于操作位置检测状态和电力消耗状态与其他角度位置同等，因而可以检测出遍及整个圆周的操作位置。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的输入装置的元件部的分解立体图。

图2是本发明的第一实施方式的输入装置的元件部的部分截面图。

图3是本发明的第一实施方式的输入装置的概念图。

图4表示本发明的第一实施方式的输入装置的工作状态的部分放大截面图。

图5是表示本发明的第一实施方式的输入装置的其他工作状态的部分放大截面图。

图6是本发明的第二实施方式的输入装置的元件部的分解立体图。

图7是本发明的第二实施方式的输入装置的元件部的部分截面图。

图8是表示本发明的第二实施方式的输入装置的工作状态的部分放大截面图。

图9是现有输入装置的概念图。

图10是现有输入装置的截面图。

图11是现有输入装置的分解立体图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1是本发明的第一实施方式的输入装置的元件部40的分解立体图。图2是图1中的箭头2所示的虚线中的输入装置的元件部40的部分截面图。另外，图3是本发明的第一实施方式的输入装置的概念图。

如图1所示，输入装置的元件部40具有基材20和金属板31。基材20由具有挠性的PET等树脂膜构成，且形成为带有尾部的形状，其下面印刷形成有圆弧状电阻层21。圆弧状电阻层21形成为径向具有一定宽度的形状。接着，在基材20的下面形成的互相独立的导电性的第一图案22A、22B的一端侧分别连接于圆弧状电阻层21的两侧端部21A、21B。接着，这些第一图案22A、22B的另一端侧引出到尾部的前端，连接于对应的电极部。并且，在位于圆弧状电阻层21外周位置的基材20的下面部分，形成有作为金属板31用而设置的导电性的第二图案35。接着，第二图案35的另一端侧与第一图案22A、22B一样，引出到尾部的前端，连接于对应的电极部。而且，基材20的尾部前端，可与各电极部一起连接于对应的连接器。

而且，外周绝缘层41由绝缘树脂构成，与圆弧状电阻层21隔开规定间隔，包围其外周位置而形成。而且，外周绝缘层41覆盖除尾部前端的各电极部和连接于第二图案35一端侧的电极部位置之外的第一图案22A、22B和第二图案35上而形成。

并且，内周绝缘层42，由与外周绝缘层41相同的绝缘树脂构成，与圆弧状电阻层21隔开规定间隔，在其内部位置形成。

外周绝缘层41和内周绝缘层42，通过沿着径向形成的窄带状的直线状绝缘层而连接。直线状绝缘层44也由与外周绝缘层41和内周绝缘层42同样的绝缘树脂构成，外周绝缘层41、内周绝缘层42、直线状绝缘层44，通过图案印刷形成于基材20的下面。另外，优选在这些绝缘层中，至少外周绝缘层41和内周绝缘层42同时形成且高度相同。

直线状绝缘层44沿着圆弧状电阻层21的径向形成，由位于基材20上的部位和位于圆弧状电阻层21一侧的端部21A上的部位构成。下面，将圆弧状电阻层21的一个端部21A记作一端部21A，将另一个端部21B记作另一端部21B。

而且，在上述结构中，直线状绝缘层44的部位作为接触防止部，以覆盖构成圆弧状电阻层21的圆周方向的开口部的一端部21A的方式形成。

另一方面，相对于形成有圆弧状电阻层21等的基材20，在其下方位置配置有金属板31，该金属板31形成为与形成有基材20的圆弧状电阻层21的圆形部分实质上相同的圆形状。基材20和金属板31，在外周绝缘层41和内周绝缘层42上通过粘合剂(未图示)保持粘结。即，基材20以圆弧状电阻层21一侧向着下面的方式配置为作为导电层起作用的金属板31的相对状态。

于是，如图2所示，在其保持状态，圆弧状电阻层21的一端部21A上所形成的直线状绝缘层44部位的表面，形成持续与金属板31的表面接触的状态。于是，由圆弧状电阻层21和圆弧状电阻层21两端部间构成的圆形环状部分，除了直线状绝缘层44的位于一端部21A上的圆周方向的配置宽度以外，在整个圆周方向，在上下方向相对于金属板31的上面隔开规定间隔呈对峙状态。另外，圆弧状电阻层21和直线状绝缘层44部位也可以在上下方向与金属板31隔开规定空隙设定。

另一方面，与从外周绝缘层41露出的第二图案35的一端侧相连接的电极部，通过导电性粘合剂等电连接于金属板31的连接处31A。

输入装置中的元件部40按照以上所述构成，并在元件部40上配置有操作用部件。作为操作用部件，例如如图1所示，可选用操作体50，其上方中央位置实质上为膨胀的圆板状，并在其平坦的下面具有操作突起51，该操作突起51从基材20上对由圆弧状电阻层21和圆弧状电阻层21两端部间所构成的圆形环状部分进行按压。并且，操作体50和操作突起51的形状和配置状态等并没有被特别地限定，下面以使用操作体50而构成的元件为例进行说明。

操作体50具有相互之间隔有30度间距且独立配置的十个圆柱状突起52和在剩余的90度内的角度位置内配置的一个圆弧状突起53，作为操作突起51。圆弧状突起53的长度被设定为，其圆周方向的端部位置与相邻圆柱状突起52所成的角度小于30度。

圆柱状突起52的下端前端部形成为平坦的小直径圆形部，圆弧状突起53的下端形成为宽度与小直径圆形部的直径相同、且沿着圆周方向延伸的圆弧部。该圆弧部具有沿着圆周方向两端侧向下的大曲率半径的形状。而且，各小直径圆形部和圆弧部相对于底部分以规定的曲率半径而连接。

配置于基材20上的操作体50以机器等的框体进行限制，使其在非操作状态下无法旋转，并同时保持中立状态，并且可以在来自上方的按压操作下，向该方向倾斜，其图示省略。

而且，在操作体50中，圆弧状突起53对应于圆弧状电阻层21两端部间的上方位置进行配置。并且，圆弧状电阻层21的两端部间的开口角度小于圆弧状突起53的形成角度。另外，在操作体50的配置状态中，圆弧状突起53的两端分别位于对应于圆弧状电阻层21上的位置。

第一实施方式中的输入装置如上所述而构成。于是，在使用机器中，通过将基材20的尾部插入安装于机器侧配线基板(未图示)等的连接器，使第一图案22A、22B和第二图案35连接搭载于机器的控制部60。其搭载状态如图3的概念图所示。

接着，说明搭载状态时的动作。相对于操作体50从上方进行向下的按压操作，使操作体50向该方向倾斜，接着通过对应于操作位置的操作突起51，使基材20部分向下弯曲，然后使对应于该位置的圆弧状电阻层21的部分与金属板31接触。另一方面，在控制部60的控制下，通过第一图案22A、22B向圆弧状电阻层21施加规定电压。于是，以操作状态部分接触的电位通过金属板31和第二图案35输入到控制部60。从输入的电位能够求出施加在圆弧状电阻层21的规定电压的电压分压比。因此，根据该电压分压比在控制部60确定操作角度位置。即，关于本发明的输入装置，与圆弧状电阻层21相对配置作为导电层的金属板31，能够检测出通过圆弧状电阻层21与导电层的部分接触而进行操作的位置。

这里，如上所述，第一实施方式中的输入装置具有如下结构，在圆弧状电阻层21的一端部21A上沿着直径方向形成直线状绝缘层44的一部分，作为接触防止部的绝缘层，且对应于圆弧状电阻层21的两端部间上的位置配置圆弧状突起53。即，本发明的输入装置设有接触防止部，当在圆弧状电阻层21的两端部间的角度位置进行操作时，防止圆弧状电阻层21的两端部同时接触作为导电层的金属板31。所以，当操作操作体50向着圆弧状电阻层21两端部间的角度方向倾斜操作时，能够防止圆弧状电阻部21的两端部同时接触金属板31。

即，如果操作体50向着圆弧状电阻层21的两端部间的角度方向进行倾斜操作，则与其它角度位置同样，基材20被圆弧状突起53挤压，从而部分地弯曲。此时，在圆弧状电阻层21的一端部21A上覆盖形成的直线状绝缘层44部分，距离基材20的高度位置为最高。因此，由于直线状绝缘层44部分为与金属板31相接触的状态，所以操作体50能够以此为支点向圆周方向侧微微倾斜动作。由此，如图4所示，直线状绝缘层44和圆弧状电阻层21的一端部21A侧的附近与金属板31接触，而另一端部21B侧为浮起状态。或者，如图5所示，直线状绝缘层44和另一端部21B侧附近与金属板31接触，一端部21A侧呈浮起状态。

而且，在上述任一种情况下，分别部分接触的电位通过金属板31和第二图案35输入到控制部60。所以，能够无障碍地检测该操作位置。另外，向着圆弧状电阻层21两端部附近的角度方向，进行操作体50的倾斜操作时，由于工作状态相同，所以省略详细的说明。

如上所述，第一实施方式中的输入装置的元件部40，在向着圆弧状电阻层21的两端部间的角度位置或其附近的角度位置进行操作时，能够防止圆弧状电阻层21的两端部同时接触金属板31。所以，不会因此产生状况欠佳，且能够以与其它角度位置相同的状态检测出操作位置，同时，电力消耗状态等也与位于其它角度位置的状态相同。

另外，在其他角度位置，基材20因位于操作体50的操作位置上的圆柱状突起52而被部分压下。接着，圆弧状电阻层21的该部分与金属板31接触。如此，操作处的位置通过控制部60被确定。

所以，能够检测出与圆柱状突起52的配置角度位置相对应的十个位置和与圆弧状突起53相对应的两个位置，合计共十二个位置，而且，能够以几乎相同角度检测出其检测角度位置。

而且，在圆弧状电阻层21上附加有作为接触防止部构成的直线状绝缘层44的元件部40，能够在遍及由圆弧状电阻层21和其两端部间形成的圆形环状部分的整个圆周上高分辨性地进行操作位置检测。另外，由于分辨性能的设定被操作体50的操作突起的配置状态所左右，所以，可以根据必要的分辨性能，适当设定操作体50的形状，构成所期望的元件即可。另外，与现有情况不同，由于机器搭载时的元件部40的配置限定条件也大大缓和，所以机器的设计自由度大幅度提高。而且，元件部40为仅附加了直线状绝缘层44的结构，所以能够容易且廉价地生产。

另外，直线状绝缘层44在圆弧状电阻层21的一端部21A上，优选沿着其直径方向设置在圆弧状电阻层21的整个宽度上，但是，如果操作时圆弧状电阻层21的两端部不会同时为导通状态，那么也可以部分地形成。

另外，如上所述，操作体50的形状在必要时可以适当地设定，例如，可以变动操作突起51的数目和其配置位置的设定，或设定为操作突起连成一体的圆形环状，甚至也可以与现有技术一样将下端面设定为球状。

另外，第一实施方式中的输入装置的元件部40，虽然将直线状绝缘层44覆盖在圆弧状电阻层21上，但也可以将作为接触防止部构成的绝缘层配置在导电层上的与圆弧状电阻层21两端部中的任何一端相对应的位置。根据该结构，即使向着圆弧状电阻层21的两端部间的角度位置或其附近的角度位置进行操作时，也能够防止圆弧状电阻部21的两端部同时与金属板31接触。

另外，也可以从反方向对上述构成的元件部40进行操作，即，导电层配置在上方的位置，从其上方以操作体50进行操作。

(第二实施方式)

图6是本发明的第二实施方式中的输入装置的元件部70的分解立体图。图7是图6的箭头7所指的虚线的输入装置的元件部70的部分截面图。第二实施方式中的输入装置的元件部70构成为：作为接触防止部的绝缘膜被配置在与第一实施方式不同的位置。然而，由于其他部分基本上与第一实施方式的结构相同，所以用相同的符号标记相同的构成部分，省略详细的说明。

如图6所示，第二实施方式中的输入装置的元件部70，与第一实施方式中的输入装置的元件部40同样，在基材20下面形成的圆弧状电阻层21和作为导电层的金属板31在上下方向上隔开规定间隔相对配置。而且，与第一实施方式一样，在基材20的下面形成有第一图案22A、22B和第二图案35，并且基材20和金属板31在设置在圆弧状电阻层21内外周位置的内周绝缘层42和外周绝缘层41的部分被粘合保持。

但是，第二实施方式中的输入装置的元件部70，没有设置直线状绝缘层44。于是，在基材20的下面，圆弧状电阻层21的两端部间的位置独立形成的绝缘膜所构成的岛状绝缘层75，作为接触防止部而被构成。其中，该岛状绝缘部75相当于岛状部。于是，在由圆弧状电阻层21和其两端部间所构成的圆形环状部分上，岛状绝缘层75位于相对于圆弧状电阻层21的两端部分被在圆周方向侧隔开规定间隔的中间位置，以与圆弧状电阻层21大致相同的宽度形成。而且，从图7中可以看出，由圆弧状电阻层21及其两端部间所构成的圆形环状部分，包含岛状绝缘部75的形成位置在整个圆周上，相对于金属板31在上下方向隔开规定间隔呈对峙状态。

于是，与第一实施方式相同，在配置于上方位置的基材20上，配置有具有操作突起51的操作体50，且圆弧状电阻层21的两端部间与圆弧状突起53的位置相对应。

第二实施方式中的输入装置如上所述而构成，即使是搭载于使用机器的状态，也与图3所示的第一实施方式的状态相同。

而且，即使是工作状态，在下述方面也相同：通过第一图案22A、22B向圆弧状电阻层21施加规定电压的状态下，对操作体50进行倾斜操作，并通过对应的操作突起51(圆柱状突起52、圆弧状突起51)使基材20部分弯曲，从而使圆弧状电阻层21与金属板31部分地接触。并且，此时将通过第二图案35得到的电压输入到控制部60并在控制部60对其进行演算处理，可以检测出总共12个操作位置。

然而，如上所述，第二实施方式的输入装置与第一实施方式的相比，接触防止部的配置状态不同，并且在圆弧状电阻层21的两端部间的位置进行操作时的工作状态也不同。下面，对该操作状态进行详细说明。另外，其他角度位置的工作状态与第一实施方式的情况相同。

第二实施方式中的输入装置，如果操作体50向着圆弧状电阻层21两端部间的角度方向倾斜，则被圆弧状突起53按压的基材20在被按压的部分发生部分弯曲，相应的部分与金属板31相接触。

此时，如图8所示，由于在圆弧状电阻层21的两端部间独立设置有作为接触防止部的岛状绝缘部75，所以圆弧状电阻层21的两端部不会同时接触金属板31。即，本发明的输入装置，接触防止部由位于圆弧状电阻层21两端部间的绝缘膜所形成的岛状部构成。于是，在圆弧状电阻层21两端部间的角度位置进行操作时，作为导电层的金属板31与圆弧状电阻层21的作为一端部侧的一端部21A和作为岛状部的岛状绝缘层75相接触。并且，圆弧状电阻层21的作为另一端部侧的另一端部21B为浮起状态。或者，圆弧状电阻层21的另一端部21B和岛状绝缘层75与金属板31接触，而一端部21A侧呈浮起状态。这里，后者的状态没有在图中显示。

由此，在第二实施方式的输入装置中，在圆弧状电阻层21的两端部间的角度位置，圆弧状电阻层21的两端部也不会同时与金属板31接触。而且，该操作位置的检测状态等能够与其它角度位置的情况相同。另外，向着其附近角度方向对操作体50进行倾斜操作时，工作状态按照上面所述与第一实施方式相同，因而省略详细的说明。

而且，岛状绝缘层75按照操作时从操作体50施加的操作力和基材20的弹性力等而形成，这一点很重要。例如，优选其厚度与圆弧状电阻层21的厚度相等或稍微比其厚。于是，由于在第二实施方式的输入装置的元件部70中，独立的岛状绝缘部75在圆弧状电阻层21上排列配置，所以能够实现比第一实施方式更加薄型化的装置。

而且，第二实施方式中的输入装置的元件部70，也可以与上述的第一实施方式的思想相配合。即，也可以将岛状绝缘层75一侧的端部位置覆盖在圆弧状电阻层21的一端部21A上配置等。

此外，第二实施方式的输入装置，虽然详细说明了使用绝缘膜构成岛状绝缘层75的情况，但是，使用在圆弧状电阻层21两端部间以独立状态形成的导电膜构成岛状部的结构也可以，这种情况下也能够得到同样的效果。而且，在这种情况下，使用与圆弧状电阻层21同样的材料形成作为岛状部的导电膜也是合理的。

而且，第二实施方式中的输入装置与第一实施方式一样，并不限定操作体50的形状，并且，与第一实施方式中的输入装置一样，也可以颠倒导电层与圆弧状电阻层21的上下配置关系。

另外，即使是上述第一实施方式及第二实施方式之外的其他结构，使用圆弧状电阻层、采用用于防止圆弧状电阻层的两端部同时接触导电层的接触防止部的装置，也均为本发明的范畴。并且，例如也可以将圆弧状电阻层形成为椭圆形。于是，根据本发明，能够廉价地实现薄型结构的装置，其与现有装置相比具有高分辨性，且能够检测出位于由电阻层和其两端部间所形成的几乎整个圆环或椭圆状部分的操作位置。

Claims (4)

1.一种输入装置，其特征在于：

具有：

圆弧状电阻层；和

与所述圆弧状电阻层相对配置的导电层，

输入装置能够检测出通过所述圆弧状电阻层与所述导电层的部分接触而进行操作的位置，

该输入装置设置有接触防止部，当在所述圆弧状电阻层的两端部间的角度位置进行操作时，防止所述圆弧状电阻层的两端部同时接触所述导电层。

2.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于：

所述接触防止部由绝缘层构成，该绝缘层覆盖在所述圆弧状电阻层的至少一个端部上。

3.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于：

所述接触防止部由岛状部构成，该岛状部由在所述圆弧状电阻层的两端部间形成的绝缘膜或导电膜构成，

在所述圆弧状电阻层两端部间的角度位置进行操作时，所述导电层呈与所述圆弧状电阻层一端部侧和所述岛状部接触的状态，或呈与所述岛状部和所述圆弧状电阻层的另一端部侧接触的状态。

4.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于：

作为接触防止部的绝缘层，配置在与所述圆弧状电阻层的两端部的任一个相对应的所述导电层上的相对位置。

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